Отнема повече време на нагряването на водата до по-висока температура, отколкото на топенето на лед. Въпреки че това може да изглежда като объркваща ситуация, това допринася значително за умереността на климата, което позволява животът да съществува на Земята.
Специфичен топлинен капацитет
Специфичният топлинен капацитет на дадено вещество се определя като количеството топлина, необходимо за повишаване на температурата на една единица маса от това вещество с 1 градус по Целзий.
Изчисляване на специфична топлинна мощност
Формулата за връзката между топлинната енергия, промяната на температурата, специфичния топлинен капацитет и промяната на температурата е Q = mc (делта Т), където Q представлява топлината, добавена към веществото, c е специфичният топлинен капацитет, m е масата на загряващото вещество и делта T е промяната в температура.
Разлики във водата и леда
Специфичната топлина на водата при 25 градуса по Целзий е 4,186 джаула / грам * градуса по Келвин.
Специфичният топлинен капацитет на водата при -10 градуса по Целзий (лед) е 2,05 джаула / грам * градуса по Келвин.
Специфичният топлинен капацитет на водата при 100 градуса по Целзий (пара) е 2,080 джаула / грам * градуса по Келвин.
Фактори, влияещи върху специфичния топлинен капацитет във вода и лед
Може би най-очевидната разлика между лед и вода е фактът, че ледът е твърдо вещество, а водата е течност, но докато състоянието на материята променя се от твърдо към течно към газово в зависимост от температурата, химическата формула остава два водородни атома, ковалентно свързани към един кислород атом.
Степен на свобода е всяка форма на енергия, в която топлината, предадена на даден обект, може да се съхранява. В твърдото тяло тези степени на свобода са ограничени от структурата на това твърдо вещество. Кинетичната енергия, съхранявана вътре в молекулата, допринася за специфичния топлинен капацитет на това вещество, а не за неговата температура.
Като течност водата има повече посоки за движение и за поглъщане на топлината, приложена към нея. Има повече повърхност, която трябва да се нагрее, за да се повиши общата температура.
Въпреки това, с лед, повърхността не се променя поради по-твърдата си структура. Докато ледът се нагрява, тази топлинна енергия трябва да отиде някъде и тя започва да разрушава структурата на твърдото вещество и да топи леда във вода.
Предимства на по-високата специфична топлинна мощност на водата
По-високият специфичен топлинен капацитет на водата, както и високата топлина на изпаряване позволяват това умерете земния климат, като карате температурите да се променят бавно в райони около големи тела на вода.
Поради високата специфична топлина на водата, водата и земята в близост до водни басейни се нагряват по-бавно от сушата без вода. Необходима е повече топлинна енергия за загряване на района, тъй като водата поглъща енергията.
Подобно количество топлинна енергия би повишило температурата на сухата земя до много по-висока температура, а почвата или мръсотията биха предпазили топлината от навлизане в земята. Пустините достигат изключително високи температури, особено поради липсата на вода.